和数字输出 连接输出。可监控的传感器的非限制性实例包括质量流量控制器、压力传感器(例如压力 计）、热电偶等。适当编程的反馈和控制算法可与来自这些传感器的数据一起使用以维持工 艺条件。
[0070] 控制器430可提供程序指令以实施上述选择性蚀刻工艺。所述程序指令可控制多 种工艺参数，诸如RF偏置功率电平、压力、温度等。根据本文所述的各种实施方式，所述指令 可控制参数以选择性蚀刻氮化硅膜。
[0071] 控制器430将通常包括一个或多个存储器设备和一个或多个处理器，所述处理器 被构造成执行指令使得装置可进行根据所公开的实施方式的方法。包括用于控制根据所公 开的实施方式的工艺操作的指令在内的机器可读介质可耦合至例如如上所述的控制器 430 〇
[0072] 在一些实现方式中，控制器430可以是系统控制器的一部分或形成系统控制器的 一部分，该系统控制器可以是上述实例的一部分。这种系统可以包括半导体处理设备，包括 一个或多个处理工具、一个或多个处理室、用于处理的一个或多个平台和/或具体的处理组 件（晶片基座、气流系统等）。这些系统可以与用于控制它们在处理半导体晶片或衬底之前、 期间和之后的操作的电子器件一体化。电子器件可以称为"控制器"，该控制器可以控制一 个或多个系统的各种元件或子部件。根据处理条件和/或系统的类型，控制器可以被编程以 控制本文公开的任何工艺，包括控制工艺气体输送、温度设置(例如，加热和/或冷却）、压强 设置、真空设置、功率设置、射频(RF)发生器设置、RF匹配电路设置、频率设置、流速设置、流 体输送设置、位置及操作设置、晶片转移进出工具和其它转移工具和/或与具体系统连接或 通过接口连接的装载锁。
[0073] 宽泛地讲，系统控制器可以定义为接收指令、发布指令、控制操作、启用清洁操作、 启用端点测量等等的具有各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件的电子器件。集成电路可 以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器（DSP)、定义为专用集成电路 (ASIC)的芯片和/或一个或多个微处理器或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。程序指 令可以是以各种单独设置的形式(或程序文件)通信到控制器的指令，该设置定义用于在半 导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定过程的操作参数。在一些实施方式 中，操作参数可以是由工艺工程师定义的用于在制备晶片的一个或多个(种）层、材料、金 属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或管芯期间完成一个或多个处理步骤的配方 (recipe)的一部分。
[0074] 在一些实现方式中，系统控制器可以是与系统集成、耦合或者说是通过网络连接 系统或它们的组合的计算机的一部分或者与该计算机耦合。例如，控制器可以在"云端"或 者是fab主机系统的全部或一部分，它们可以允许远程访问晶片处理。计算机可以启用对系 统的远程访问以监测制造操作的当前进程，检查过去的制造操作的历史，检查多个制造操 作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数，设置处理步骤以跟随当前的处理或者开始新 的工艺。在一些实例中，远程计算机(例如，服务器)可以通过网络给系统提供工艺配方，网 络可以包括本地网络或互联网。远程计算机可以包括允许输入或编程参数和/或设置的用 户界面，该参数和/或设置然后从远程计算机通信到系统。在一些实例中，系统控制器接收 数据形式的指令，该指令指明在一个或多个操作期间将要执行的每个处理步骤的参数。应 当理解，参数可以针对将要执行的工艺类型以及工具类型，系统控制器被配置成连接或控 制该工具类型。因此，如上所述，系统控制器可以例如通过包括一个或多个分立的控制器而 分布，这些分立的控制器通过网络连接在一起并且朝着共同的目标(例如，本文所述的工艺 和控制）工作。用于这些目的的分布式控制器的实例可以是与结合以控制室内工艺的一个 或多个远程集成电路(例如，在平台水平或作为远程计算机的一部分)通信的室上的一个或 多个集成电路。
[0075] 在非限制性的条件下，示例的系统可以包括等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模 块、旋转清洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气 相沉积(PVD)室或模块、化学气相沉积(CVD)室或模块、原子层沉积(ALD)室或模块、原子层 蚀刻(ALE)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、剥离室或模块、以及在半导体晶片 的制备和/或制造中可以关联上或使用的任何其它的半导体处理系统。
[0076] 如上所述，根据工具将要执行的一个或多个工艺步骤，系统控制器可以与一个或 多个其它的工具电路或模块、其它工具组件、组合工具、其它工具界面、相邻的工具、邻接工 具、位于整个工厂中的工具、主机、另一个控制器、或者在将晶片的容器往来于半导体制造 工厂中的工具位置和/或装载口搬运的材料搬运中使用的工具通信。
[0077] 本文所述的设备/工艺可以与光刻图案化工具或工艺结合使用，例如，用于制备或 制造半导体器件、显示器、LED、光伏电池板等。通常，虽然不是必要地，这些工具/工艺将在 共同的制造设施中一起使用或操作。膜的光刻图案化通常包括以下操作中的一些或所有， 每个操作启用多个可行的工具：（1)使用旋涂或喷涂工具在工件，即，衬底上涂覆光致抗蚀 剂；（2)使用热板或加热炉或紫外线固化工具固化光致抗蚀剂；（3)使用例如晶片步进曝光 机之类的工具使光致抗蚀剂暴露于可见光或紫外线或X射线；（4)使抗蚀剂显影以便选择性 地去除抗蚀剂并且从而使用例如湿式清洗台之类的工具将其图案化；（5)通过使用干式或 等离子体辅助蚀刻工具将抗蚀剂图案转移到下伏的膜或工件上;并且(6)使用例如射频或 微波等离子体抗蚀剂剥离器之类的工具去除抗蚀剂。
[0078] 替代地，所公开的实施方式的工艺可在电感耦合等离子体蚀刻室诸如图5所示的 室500中进行。室500包括内部502,所述内部502由连接到室的下壁中的出口 504的真空栗维 持在期望的真空压力下。可将蚀刻气体供应到喷头装置以将气体从气体源506供应到围绕 电介质窗口 510的下侧延伸的增压室508。可通过将RF能从RF源512供应到室顶部上电介质 窗口 510外部的外部RF天线514(诸如具有一个或多个匝的平面螺旋线圈）而在室中生成高 密度等离子体。等离子体发生源可以为以真空密闭方式可移除地安装在室上端的模块安装 装置的部分。
[0079] 将半导体衬底516(诸如晶片)放置在室内的衬底支架518上，如由模块安装装置从 室的侧壁可移除地支撑的悬臂卡盘装置上。衬底支架518可包括用于在衬底加工期间将RF 偏置施加到衬底上的下电极。
[0080] 衬底支架518在以悬臂方式安装的支撑臂的一个末端处，使得整个衬底支架/支撑 臂组件可通过使该组件穿过室的侧壁中的开口而从室中移除。衬底支架518可包括卡持装 置，诸如静电卡盘520,并且衬底可由电介质聚焦环522包围。卡盘可包括在蚀刻过程中将RF 偏置施加到衬底的RF偏置电极。由气体供应源506提供的蚀刻气体可通过介于窗口 510和下 伏的气体分布板524之间的通道流动并通过板524中的气体出口进入内部502中。所述室还 可包括从板524延伸的圆柱形或圆锥形加热内衬526。
[0081] 如上参照图4所述的系统控制器可利用图5中的蚀刻室实施。 实验 实验1:压强
[0082] 进行实验以评价相对于室压强的蚀刻速率和氮化硅蚀刻选择性。向处理室提供具 有氮化硅和TE0S沉积的氧化硅的衬底。在每次试验中，使衬底暴露于具有等离子体的一氧 化二氮(N 20)、氧气(02)和四氟化碳(CF4)。测量氮化硅的蚀刻速率并且对于在约0.6托、1.0 托、1.5托、2.0托和2.5托的压强下操作的工艺计算对于氧化硅的蚀刻选择性。将结果绘图 于图6中。曲线601示出相对于压强的归一化氮化硅蚀刻速率。曲线603示出相对于压强，氮 化硅对氧化硅的蚀刻选择率趋势。注意峰值蚀刻速率和最高选择率两者均在1.5托下观察 到。蚀刻速率和选择率在0.5托和2.5托下显著下降。不受特定理论的束缚，相信在约1托或 更小的压强下，在衬底表面处没有足够的N0*浓度来提高氮化物蚀刻速率。对于约2托或更 大的压强而言，N0*浓度太高，从而氮化硅表面被钝化。 实验2:功率
[0083] 进行实验以评价相对于等离子体功率的蚀刻速率和氮化硅的蚀刻选择性。向处理 室提供具有氮化硅和TE0S沉积的氧化硅的衬底。在每次试验中，使衬底暴露于具有等离子 体的一氧化二氮(N 20)、氧气(02)和四氟化碳(CF4)。在2000W、3000W和4000W的功率下操作等 离子体。将结果绘图于图7中。曲线710示出了相对于功率的归一化氮化硅蚀刻速率。注意在 2000W和4000W下，蚀刻速率比在3000W下低得多。图703示出相对于功率，对氧化物的蚀刻选 择率。在此，随着功率增加，蚀刻选择率下降。该实验的结果表明通过切换功率使用蚀刻速 率和选择率之间的平衡以获得高蚀刻速率和对氧化硅的高蚀刻选择率。 实验3:添加CHxFy
[0084] 进行实验以评价添加含氢碳氟化合物对氮化硅蚀刻工艺的影响。所述实验涉及具 有氣化娃和氧化娃的衬底，以及具有氣化娃和多晶娃的衬底。在每次试验中，使衬底暴露于 具有等离子体的一氧化二氮(N 20)、氧气(02)和四氟化碳(CF4)以及二氟甲烷(CH2F 2)。图8示 出了相对于CH2F2流速，对使用TE0S沉积的氧化硅的蚀刻选择率的结果。如所示的，最高蚀刻 选择率在约300sccm的流量下实现。
[0085] 图9示出了相对于流率比，对氧化硅的蚀刻选择率(90